ダイヤモンド薄膜の特性と応用　第2章

ダイヤモンド薄膜の電気的特性と応用
ダイヤモンドは、禁制帯域幅、高いキャリア移動度、良好な熱伝導率、高い飽和電子ドリフト速度、小さな誘電率、高い破壊電圧、電子正孔移動度などを有しています。その破壊電圧は、SiやGaAsの2桁高い値であり、電子と正孔の移動度は、単結晶シリコンCAのそれよりもはるかに高い値です。ダイヤモンド薄膜は、広帯域半導体材料として使用できます。現在、ダイヤモンドとシリコンの両面から、製品本体と論理回路を研究することに成功しており、これらのデバイスは600℃以下で正常に動作し、高温半導体デバイスにおいて大きな応用の見込みがあります。ダイヤモンドのバンドギャップが広いため、青色発光、紫外線検出、低リークデバイスに使用できます。

ダイヤモンド薄膜の光学的特性と応用
ダイヤモンドは優れた光学特性を持ち、3～5μmに小さな吸収ピーク（フォノン振動による）が存在することに加え、外赤外線（225nm）から遠赤外線（25μm）までの全帯域で高い透過率を持ち、高出力赤外線レーザーや検出器の理想的な窓材です。ダイヤモンドは赤外線帯域で光学的に透明であるため、高密度で耐腐食性のある前面装填型外部光学窓の理想的な材料となり、ミサイル迎撃用赤外線窓として使用できます。さらに、ダイヤモンドの屈折率は高く、太陽光の反射を低減するフィルムとして使用できます。レーダー波透過ダイヤモンドフィルムは歪みにくく、この特性を利用して、超音速飛行する飛行機やミサイルのレーダードームとして使用できます。ヘッドコーンレーダーは高温に耐えられず、高速の雨滴や塵の侵入に耐えるのが難しいため、ダイヤモンドはレーダードームとして使用できます。ダイヤモンドをレドームに用いることで、放熱性に優れ、耐摩耗性も良好であるだけでなく、高速飛行時のレドームの高温による損傷問題も解決できる。
ダイヤモンドフィルムのその他の用途
ダイヤモンド薄膜は高いヤング率と弾性率を有しており、高周波音波を高忠実度で伝送できるため、高感度表面弾性波フィルターの製造に適した新しいタイプの材料です。ダイヤモンドは高い弾性率と高い音波伝搬速度を備えているため、高級オーディオ向けの高忠実度スピーカーとして使用できます。
ダイヤモンドは弾性率が高く、音の伝搬速度も速いため、高級オーディオ機器の高忠実度スピーカーの振動板材料として使用できる。
さらに、ダイヤモンドは化学的に安定しており、様々な温度において非酸化性酸による腐食に強い耐性を示します。その主成分である炭素は、無毒で無公害な物質であり、人体と反応しません。ダイヤモンドは人間の血液やその他の組織液と反応しないため、人工心臓弁の製造に使用できる理想的な医療用生体インプラント材料でもあります。

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